新しい数値最適化手法による最適制御と応用に関する研究

• 研究課題/領域番号: 18560429
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 制御工学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 田地 宏一 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00252833)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 1,900千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 300千円); 2008年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2007年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2006年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
• キーワード: システム理論 / 非線形最適化 / モデル予測制御 / 相補システム / セミスムーズニュートン法 / 特異摂動システム / ロボティクス / ニュートン法 / パラメータ励振歩行 / 変分不等式 / 劣駆動二重振子 / 参照軌道の最適化 / 特異摂動系 / 準変分不等式 / スライディングモード制御 / 線形相補性問題 / セミスムースニュートン法 / 特異摂動法

研究概要

本研究では, 主に20世紀最後の10年に開発された新しい数値最適化手法を用いて, 最適制御問題の高速な数値解法の開発を行った. とくに, 従来, 化学プラントなどのサンプリング時間の長い制御対象に用いられていたモデル予測制御を, 自動車やロボットなどへ応用することを目的とした高速化を取り扱った. 微分不可能な関数に拡張したセミスムーズニュートン法や二段階法を用いた高速な計算手法, および, 非線形相補システムに対する制御アルゴリズムを開発した.

研究成果

• [雑誌論文] パラメータ励振に基づく鳥足歩容生成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 原田祐志, 浅野文彦, 田地宏一, 宇野洋二
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 Vol.27, No.5 ページ: 575-582
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biped Gait Generation besed on Parametric Excitation by Knee-joint Actuation, Robotica (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Harata, F. Asano, K. Taji
  • 雑誌名: Published Online by Cambridge University Press (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 不等式制約を持つ変分不等式に対するニュートン法について (2009)
  • 著者名/発表者名: 田地宏一
  • 雑誌名: 最適化 : モデリングとアルゴリズム22(統計数理研究所共同研究リポート) Vol.229 ページ: 84-96
• [雑誌論文] 不等式制約を持つ変分不等式に対するニュートン法について (2009)
  • 著者名/発表者名: 田地宏一
  • 雑誌名: 最適化 : モデリングとアルゴリズム22 (統計数理研究所共同研究リポート) 229 ページ: 84-96
• [雑誌論文] Biped Gait Generation besed on Parametric Excitation by Knee-joint Actuation (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Harata, F. Asano, K. Taji
  • 雑誌名: Robotica (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] パラメータ励振に基づく鳥足歩容生成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 原田祐志, 浅野文彦, 田地宏一, 宇野洋二
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 27(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Note on Globally Convergent Newton Method for Strongly Monotone Variational Inequalities (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Taji
  • 雑誌名: Journal of the Operations Research Society of Japan Vol.51 ページ: 310-316
  • NAID: 110007008324
  • 査読あり
• [雑誌論文] On Gap Functions for Quasi-Variational Inequalities, Abstract and Applied Analysis (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Taji
  • 雑誌名: Article ID Volume2008 ページ: 531361-531361
  • URL: http://www.hindawi.com/journals/aaa/
  • 査読あり
• [雑誌論文] 特異摂動系に対するモデル予測制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 木村元宣, 田地宏一, 細江繁幸
  • 雑誌名: 数値最適化の理論と実際(数理解析研究所講究録) Vol.1584 ページ: 48-58
• [雑誌論文] A Note on Globally Convergent Newton Method for Strongly Monotone Variational Inequalities (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Tail
  • 雑誌名: Journal of the Operations Research Society of Japan 51 ページ: 310-316
  • 査読あり
• [雑誌論文] On Gap Functions for Quasi-Variational Inequalities (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Taji
  • 雑誌名: Abstract and Applied Analysis Volume2008
  • 査読あり
• [雑誌論文] モデル予測制御問題に対するいくつかの試み (2007)
  • 著者名/発表者名: 田地宏一
  • 雑誌名: 第19回RAMPシンポジウム論文集 ページ: 177-191
• [雑誌論文] クーロン摩擦を伴うロボットアームの相補条件を用いた解析と制御 (2007)
  • 著者名/発表者名: 田地宏一
  • 雑誌名: 最適化 : モデリングとアルゴリズム20(統計数理研究所共同研究リポート) Vol.203 ページ: 105-119
• [雑誌論文] 特異摂動系に対するモデル予測制御 (2007)
  • 著者名/発表者名: 木村元宣, 田地宏一, 細江繁幸,
  • 雑誌名: 数値最適化の理論と実際(数理解析研究所講究録) 1584 ページ: 48-58
• [雑誌論文] クーロン摩擦を伴うロボットアームの相補条件を用いた解析と制御 (2007)
  • 著者名/発表者名: 田地宏一
  • 雑誌名: 統計数理研究所共同研究リポート「最適化 : モデリングとアルゴリズム20」 203 ページ: 105-119
• [学会発表] パラメータ励振に基づく二重振子の運動解析と歩行への応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伴智行, 原田祐志, 田地宏一
  • 学会等名: 第9回SICEシステムインテグレーション部門講演会(SI2008)
  • 発表場所: 長良川国際会議場,岐阜
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] パラメータ励振に基づく二重振子の運動解析と歩行への応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伴智行, 原田祐志, 田地宏一
  • 学会等名: 第9回SICEシステムインテグレーション部門講演会(SI2008)
  • 発表場所: 長良川国際会議場, 岐阜
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] Parametric Excitation Based Gait Generation for Ornithoid Walking (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Harata, F. Asano, K. Taji
  • 学会等名: 2008 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
  • 発表場所: Nice, France
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] Parametric Excitation Based Gait Generation for Ornithoid Walking (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Harata, F. Asano, K. Taji
  • 学会等名: 2008 IEEE/RSJ International Conferenceon Intelligent Robots and Systems
  • 発表場所: Nice, France
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] スライディングモード制御のロバスト性向上と車両制御への適用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 尾関洋祐, 田地宏一
  • 学会等名: 第50回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 慶應義塾大学,横浜市
  • 年月日: 2007-11-25
• [学会発表] Biped Gait Generation besed on Parametric Excitation by Knee-joint Actuation (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Harata, F. Asano, K. Taji
  • 学会等名: 2007 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robotics and Systems
  • 発表場所: San Diego CA, U.S.A
  • 年月日: 2007-10-31
• [学会発表] 特異摂動系に対するモデル予測制御 (2007)
  • 著者名/発表者名: 木村元宣, 田地宏一, 細江繁幸
  • 学会等名: 研究集会「数値最適化の理論と実際」(京都大学数理解析研究所)
  • 発表場所: 京都大学,京都市
  • 年月日: 2007-07-18
• [学会発表] Biped Gait Generation besed on Parametric Excitatio by Knee-joint Actuation (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Harata, F. Asano, K. Taji
  • 学会等名: 2007 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robotics and Systems
  • 発表場所: San Diego CA, U.S.A.
• [学会発表] 仮想拘束を用いた二足歩行ロボットの動的制御 (2006)
  • 著者名/発表者名: 原田祐志, 羅志偉, 浅野文彦, 田地宏一, 宇野洋二
  • 学会等名: 第49回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 神戸大学,神戸市
  • 年月日: 2006-11-26
• [学会発表] 特異摂動系に対するリシーディングホライズン制御 (2006)
  • 著者名/発表者名: 木村元宣, 細江繁幸, 田地宏一
  • 学会等名: 第49回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 神戸大学,神戸市
  • 年月日: 2006-11-25
• [学会発表] クーロン摩擦を伴うロボットアームの相補条件を用いた解析と制御 (2006)
  • 著者名/発表者名: 田地宏一, 三井俊明
  • 学会等名: SICE第6回制御部門大会
  • 発表場所: ウィルあいち,名古屋市
  • 年月日: 2006-06-02